ES2315540T3 - Pantalla protectora para un freno de disco y un freno de disco que incluye dicha pantalla protectora. - Google Patents
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Abstract
Pantalla protectora (9) para un freno de disco que incluye un disco de freno (6) acoplado a un eje de rueda para un vehículo, y una horquilla de freno (5) con un par de soportes para freno (8, 8''), incluyendo dicha pantalla protectora (9) unos medios para su fijación a los ojos de fijación (13, 13'') en los soportes de freno (8, 8''), y unos medios para su fijación adyacente a un lado y de un modo que cubra parcialmente de forma lateral, el disco de freno (6), caracterizada porque la pantalla protectora incluye una placa protectora (10) y una parte de abrazadera de fijación (11, 11'') que soporta y está concebida para fijar esta última, en la que la placa protectora (10) y la parte de abrazadera de fijación (11, 11'') son unos elementos separados, y en la que la parte de abrazadera de fijación está provista de unas partes finales para una cooperación de fijación con dichos ojos de fijación (13, 13'') para la fijación únicamente en dos puntos de fijación.
Description
Pantalla protectora para un freno de disco y un
freno de disco que incluye dicha pantalla protectora.
La presente invención se refiere a una pantalla
protectora para un freno de disco según el preámbulo de la
reivindicación 1, y a una unidad freno de disco que incluye dicha
pantalla protectora.
Los frenos de disco para los vehículos de
carretera y, particularmente, para vehículos pesados de servicios
públicos, adolecen de considerables problemas debido a que las
unidades de freno de disco se ensucian de polvo, agua y
contaminantes del agua que contaminan, cuando el vehículo se
encuentra en movimiento, tanto los frenos de disco como las
horquillas de freno con pastillas de freno. Esto puede tener
consecuencias en términos de efectos sobre las partes móviles. La
suciedad y la corrosión, en particular, pueden llevar a un mal
funcionamiento funcional que provoque un efecto de frenado
irregular o defectuoso como entre distintas unidades de freno.
Además, se pueden dar diferencias en la acción
de frenado y, como consecuencia, un desgaste irregular de las
pastillas de freno en los distintos lados de un disco si dichas
pastillas están contaminadas en distintos grados. En general, en la
técnica anterior estos problemas reducen la duración de los frenos
de disco y acortan los intervalos de mantenimiento, incrementando
con ello los costes. Esta situación también ha llevado a que los
frenos de tambor que resultan menos eficientes y se vean como más
fiables y con menos requisitos de mantenimiento.
Los diferentes intentos para paliar dichos
problemas de los frenos de disco de freno han tenido como resultado
una protección montada en el eje que rodea el disco de freno, pero
esto ha provocado problemas de refrigeración irregular,
oscilaciones inherentes y un peso no suspendido extra.
Otra solución que se ha propuesto implica
carcasas de chapa metálica fijadas por medio de los conectores
roscados de la unidad de freno. Sin embargo, esta última solución
ha provocado problemas con respecto a la estabilidad de la fijación
de las unidades de freno de disco.
El documento
EP-A2-1 191 245 describe una placa
de cubierta para frenos, en la que un detalle de la placa metálica
presenta una forma para la fijación en varios lugares a lo largo de
su extensión. Los documentos
JP-A-60067245,
JP-A-6227471 y
US-A-3298469 se mencionan como
referencia.
Un objetivo de la presente invención es poner de
manifiesto una pantalla protectora para un freno de disco del tipo
mencionado en la introducción, en la que se reduzcan los problemas
de la técnica anterior. Otro objetivo es proponer una pantalla
protectora que resulte económica de fabricar y fijar, y que presente
un peso reducido al mismo tiempo que mantiene un funcionamiento
eficiente.
Estos objetivos se alcanzan en el caso de una
pantalla protectora del tipo mencionado en la introducción gracias
a las características mencionadas en la parte caracterizadora de la
reivindicación 1.
De este modo, se crea la posibilidad de una
estructura estable de poco peso en la que la placa protectora usual
se pueda realizar delgada y la parte de abrazadera de sujeción
asegure rigidez, así como una fijación efectiva. Esto significa que
únicamente se necesitan dos puntos de fijación, lo que representa
una ventaja, entre otros, desde el punto de vista del montaje.
Asimismo, existe la posibilidad de fabricar la unidad de placa
protectora de manera que se elimine o por lo menos se minimice el
riesgo de problemas que surgen de las oscilaciones inherentes
durante el funcionamiento de un vehículo equipado con la misma. El
hecho de que la fijación implique únicamente dos puntos de fijación
significa que la invención permite una configuración, gracias a la
cual el aire de refrigeración puede fluir entre el eje de la rueda y
la unidad de placa protectora y así, a lo largo del disco de freno,
de manera que se pueda conseguir la refrigeración suficiente.
El hecho de que haya una cooperación de fijación
con ojos de fijación especiales en los soportes de freno resulta
ventajoso, ya que se propone una fijación separada, evitando de este
modo cualquier riesgo de daños en las fijaciones de la propia
unidad del freno de disco.
La invención tiene como resultado una menor
contaminación en la zona del disco de freno y así, una acción de
frenado y un desgaste de las pastillas más regulares, con unos
efectos generales de una mayor fiabilidad funcional y unos
intervalos de mantenimiento más largos para las unidades de disco de
freno que aquí se describen.
La placa protectora y la parte de abrazadera de
fijación como elementos separados significa que dichos elementos se
pueden optimizar individualmente por lo que respecta al material y
al diseño, de manera que la placa protectora puede estar realizada
en material de chapa delgada y la parte de abrazadera de fijación
puede presentar un perfil rígido de absorción de energía.
En un aspecto de la invención, la placa
protectora está provista de unas zonas de fijación para la
cooperación con una carcasa protectora para crear una pantalla
protectora envolvente para el disco de freno, que sea adecuada para
las unidades de freno de disco que se montan libremente en un eje de
rueda y, por lo tanto, no están situadas en la zona de la llanta de
la rueda del vehículo. En este aspecto de la invención resulta
igualmente ventajoso que únicamente se precisen dos puntos de
fijación, simplificando el montaje y permitiendo de este modo la
libertad para la creación de huecos para el flujo de aire de
refrigeración.
En la descripción detallada siguiente de una
forma de realización haciendo referencia a los dibujos adjuntos se
indican más ventajas.
Los dibujos adjuntos son los siguientes:
la Figura 1 muestra esquemáticamente una sección
a través de una rueda de un vehículo con una unidad de freno de
disco según la invención,
la Figura 2 muestra unas partes de la unidad de
freno de disco de la Figura 1 en una vista en perspectiva
parcialmente explosionada,
la Figura 3 muestra una vista en perspectiva de
una forma de realización alternativa de una unidad de freno de
disco según la invención,
la Figura 4 muestra una placa protectora para
una unidad de freno de disco según la invención, y
la Figura 5 muestra en perspectiva una carcasa
protectora para una unidad de freno de disco según la invención.
La Figura 1 muestra esquemáticamente una sección
a través de una rueda de un vehículo con una unidad de freno de
disco 1 dispuesta en una llanta de la rueda 3 que soporta un
neumático de un vehículo 2. Las líneas discontinuas en 4
representan un eje de rueda al que se monta la rueda del
vehículo.
La unidad de freno de disco 1 comprende una
horquilla de freno 5, un disco de freno 6 sujeto al eje de la rueda
4 y pastillas de freno 7 que están dispuestas en los bloques de
freno y son para su cooperación con el disco de freno 6. La
horquilla de freno 5 comprende unos soportes de freno 8 (de los que
se muestra uno) para montar de manera firme la horquilla de freno
5. Cada uno de dichos soportes de freno 8 presenta su zona inferior
alargada, de manera que esté concebida de forma que constituya un
punto de fijación para una pantalla protectora 9 que comprende una
placa protectora 10 y una parte de abrazadera de sujeción 11.
Las partes de la unidad de freno de disco 1 que
son relevantes para la invención se muestran con mayor detalle en
la Figura 2, que muestra en perspectiva la horquilla de freno 5 con
sus soportes de freno 8, 8', estando cada una de las mismas
provista de una pluralidad de orificios de fijación 15 (que se
muestran en el soporte de freno 8') para alojar los tornillos de
fijación para la horquilla de freno 5. La referencia B indica un
disco de freno.
La extremidad exterior del extremo libre de cada
soporte de freno 8, 8' está provista de uno ojo de fijación 13, 13'
con orificios de fijación respectivos 14, 14' para montar los
tornillos de fijación 12, 12' destinados a la fijación de una
unidad que comprende la placa protectora 10 y las abrazaderas de
fijación 11, 11' gracias a la cooperación con los orificios
provistos en las partes de extremo libre de las abrazaderas de
fijación 11, 11'. Dichas abrazaderas de fijación 11, 11' presentan
un perfil transversal en forma de U plana y están curvadas de
manera que, conjuntamente, describan un arco circular que se
encuentra a una distancia sustancialmente regular radialmente con
respecto a un eje de rueda cuando la pantalla del freno se encuentra
en posición. La superficie de contacto entre la placa protectora 10
y las abrazaderas de fijación 11, 11' es sustancialmente plana.
La parte más interior radialmente de la placa
protectora 10 está situada a una distancia del eje de la rueda
(ref. 4 en la Figura 1), de tal manera que un flujo de aire de
refrigeración pueda pasar a través del hueco que queda y proceder
radialmente a lo largo del disco de freno. La periferia exterior
radial de la placa protectora 10 se retira hacia el interior hacia
el disco de freno, de modo que se cree una estructura cerrada.
La horquilla de freno 5 está provisto en su
parte superior de un rebaje abierto 16 a través del cual las
pastillas de freno están concebidas para su extracción cuando se
cambien. El rebaje 16 también se utiliza para otras operaciones de
mantenimiento relacionadas con la unidad de freno de disco, así como
para la inspección.
Una sujeción de pastilla 18 en la forma de un
tornillo de soporte en forma de U se dispone transversalmente a
través del rebaje, de modo que se extienda sustancialmente paralelo
al eje de la rueda. En un aspecto adicional de la invención, esta
sujeción de la pastilla 18 se utiliza para fijar una cubierta
principal 17 destinada a proporcionar protección ante la suciedad,
evitando la entrada de contaminantes en el rebaje 16. Hasta este
punto, la cubierta principal 17 sustancialmente cubre la sección
arqueada adyacente exterior de la horquilla de freno. La cubierta
principal comprende una estructura de chapa metálica delgada
concebida para cubrir dicho rebaje. La fijación de la cubierta
principal se realiza mediante la cooperación de fijación con la
sujeción de la pastilla 18 donde se insertan los tornillos de
fijación 20 en unos rebajes 19 avellanados con unos orificios que
pasan a través de la cubierta principal 17 y se enroscan firmemente
en la sujeción de la pastilla 18.
La cubierta principal 17 también está provista
de unas lengüetas 34 concebidas para cooperar y proteger los cables
indicadores (que no se muestran) para indicar el estado de desgaste
de las pastillas de freno.
Se dispone una pluralidad de ranuras de
ventilación 33 en la cubierta principal, con el fin de permitir el
paso del flujo de aire que se ha utilizado para el enfriamiento y
que emana de la zona del freno de disco durante el funcionamiento
del vehículo. Así, se facilita el enfriamiento de la unidad de freno
a pesar de la presencia de la cubierta principal.
La Figura 3 muestra otra forma de realización de
la invención en la que las zonas de fijación 23 distribuidas a lo
largo de la zona periférica de la placa protectora 10 se utilizan
para fijar una carcasa protectora 22. Dicha carcasa protectora
comprende una primera parte 24 que discurre sustancialmente paralela
a la placa protectora 10, y una segunda parte 25 que discurre, de
manera que rodee el disco de freno, sustancialmente en ángulos
rectos con respecto a la primera parte 24 y la placa protectora 10.
De este modo, se forma una estructura que encierra ambos lados y la
circunferencia del disco de freno.
Las zonas de fijación 23 se unen mediante las
partes que se corresponden de la carcasa protectora 22 y la unión
se lleva a cabo, por ejemplo, mediante la soldadura por puntos o
remachado por deformación.
Se puede aplicar la adición de la carcasa
protectora 22 en el caso de una rueda montada individual, lo que
significa que el disco de freno queda protegido ante la
contaminación en todas las direcciones, que a su vez se mediante la
llanta de una rueda de vehículo automóvil.
En su parte superior dirigida hacia la horquilla
de freno 5, la carcasa protectora 22, así como la placa protectora
10, se adapta para su conexión a las partes adyacentes cercanas de
la horquilla de freno 5, mientras que se deja un hueco para el paso
del flujo de aire de refrigeración hacia un eje de rueda adyacente
(que no se representa).
En su parte superior, la unidad de disco de
freno en el caso de una rueda montada individual se refuerza
acoplando una cubierta exterior adicional 26 en la parte exterior
de la cubierta principal 17. Dicha cubierta exterior 26 se
encuentra a una distancia regular de la cubierta principal 17, de
manera que deje un hueco de aire 27 entre la cubierta principal 17
y la cubierta exterior 26. En este punto, la cubierta exterior 26
está provista de una pluralidad de partes de separación 35 que
ayudan a mantener la continuidad de dicho hueco de aire 27. Las
partes de separación 35 también sirven como zonas para unir
conjuntamente la cubierta principal y la cubierta exterior, por
ejemplo mediante remachado por deformación.
El objetivo de la cubierta exterior 26 es
proteger la unidad de freno de disco 1 de la suciedad, el agua,
etc. procedente de las ranuras 33 de la cubierta principal 17 (véase
la Figura 2). La fijación de la cubierta exterior 26 a una cubierta
principal se lleva a cabo de forma ventajosa mediante los mismos
tornillos de fijación que la cubierta principal 17, como partes
individuales de la sujeción de las pastillas 18. Ventajosamente,
tanto la cubierta principal 17 como la cubierta exterior 26 se
fabrican como partes de chapa metálica prensadas.
La Figura 4 muestra la placa protectora 10 con
mayor detalle y realizadas a presión en la misma, una pluralidad de
ranuras de refuerzo 31 que se distribuyen y se alinean de forma
diferente y que contribuyen a la rigidez de la placa protectora 10.
La referencia 30 indica una superficie de apoyo sustancialmente
plana 30, que se realiza en una herramienta de prensado y concebida
para su cooperación con las abrazaderas de fijación 11 y 11' de la
parte de abrazadera de fijación (Figura 2). Esta estructura, que
forma parte de la superficie de apoyo 30, además, tal como se ha
indicado anteriormente, describe sustancialmente un arco circular,
obviamente también contribuye a la rigidez de la placa protectora
10. También se muestra una superficie de apoyo 32 para una parte
adicional que no se muestra, que está relacionada con la fijación
especial del dispositivo con determinados ejes de rueda.
La Figura 5 muestra la carcasa protectora 22 con
mayor detalle con las ranuras de refuerzo 29 que discurren
radialmente y con sus primeras y segundas partes 24 y 25
respectivamente. La referencia 23' indica otras zonas de fijación
para la cooperación con las zonas de fijación 23 de una placa
protectora 10 (Figura 2). Entre dichas zonas de unión 23', están
previstos unos rebajes 28 que, cuando se fija la carcasa protectora
a la placa protectora 10, constituyen aberturas provistas para la
salida del flujo de aire que se ha utilizado para enfriar un disco
de freno durante el funcionamiento del vehículo.
La invención se puede modificar dentro del
alcance de las reivindicaciones adjuntas, en las que las partes que
forman parte de la misma se pueden configurar de otro modo, por
ejemplo, de manera que la parte de abrazadera comprenda una única
abrazadera de fijación que se fije de forma permanente o de manera
que se pueda retirar a la placa protectora. Las abrazaderas se
pueden configurar asimismo de otro modo, por ejemplo, con alguna
otra sección transversal o alguna otra curvatura, y se pueden
fabricar mediante algún otro método de producción adecuado.
La invención representa una solución flexible
que hace que sea posible utilizar la misma pantalla protectora en
todos los ejes de un vehículo, lo que representa una gran ventaja
para simplificar la fabricación, el montaje y la gestión de
almacén, así como para la reducción del coste general de las
unidades de disco de freno que incluyen la inven-
ción.
ción.
Preferentemente, la pantalla protectora y la
cubierta principal se utilizan en combinación, pero no se excluye
que se pueda utilizar cualquiera de las mismas sin la otra.
La aplicación de la invención a un freno de
disco tiene como resultado unas mejoras significativas en lo que
respecta a la vida de servicio y su funcionamiento. También se
consigue un desgaste de las pastillas de freno más uniforme y,
consecuentemente, unos intervalos de mantenimiento más largos entre
cambios de dichas pastillas de freno.
Claims (10)
1. Pantalla protectora (9) para un freno de
disco que incluye un disco de freno (6) acoplado a un eje de rueda
para un vehículo, y una horquilla de freno (5) con un par de
soportes para freno (8, 8'), incluyendo dicha pantalla protectora
(9) unos medios para su fijación a los ojos de fijación (13, 13') en
los soportes de freno (8, 8'), y unos medios para su fijación
adyacente a un lado y de un modo que cubra parcialmente de forma
lateral, el disco de freno (6), caracterizada porque la
pantalla protectora incluye una placa protectora (10) y una parte
de abrazadera de fijación (11, 11') que soporta y está concebida
para fijar esta última, en la que la placa protectora (10) y la
parte de abrazadera de fijación (11, 11') son unos elementos
separados, y en la que la parte de abrazadera de fijación está
provista de unas partes finales para una cooperación de fijación
con dichos ojos de fijación (13, 13') para la fijación únicamente en
dos puntos de fijación.
2. Pantalla protectora (9) según la
reivindicación 1, caracterizada porque la parte de abrazadera
de fijación (11, 11') está realizada en chapa metálica prensada y
presenta sustancialmente una forma de U en sección transversal.
3. Pantalla protectora (9) según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la parte de
abrazadera de fijación está dividida en dos abrazaderas de fijación
separadas (11, 11').
4. Pantalla protectora (9) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa protectora (10) es una parte de chapa metálica prensada.
5. Pantalla protectora (9) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa protectora (10) presenta unas nervaduras de refuerzo (31)
prensadas en su interior.
6. Pantalla protectora (9) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa protectora (10) muestra zonas de fijación distribuidas
periféricamente (23) para una cooperación de fijación con una
carcasa protectora (22) que está concebida para estar próxima al
otro lado del disco de freno y radialmente con respecto a la parte
exterior del disco de freno.
7. Pantalla protectora (9) según la
reivindicación 6, caracterizada porque la carcasa protectora
(22) es una parte de chapa metálica prensada.
8. Pantalla protectora (9) según la
reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque entre la placa
protectora (10) y la carcasa protectora (22) están previstas unas
aberturas (28) para dejar salir el aire durante el funcionamiento
del vehículo.
9. Pantalla protectora (9) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
placa protectora (10) y la parte de abrazadera (11, 11') están
unidas mediante remachado por deformación.
10. Unidad de freno de disco (1) con una
horquilla de freno (5) con un par de soportes de freno (8) y una
pantalla protectora (9) según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, en la que los soportes de freno están provistos de unos
ojos de fijación (13, 13') para la pantalla protectora (9).
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